本文针对塔里木盆地下古生界缺少合适古温标这一难题,对岩石激光拉曼光谱特征作为古温标的潜力进行探索。对钻井岩芯样品的激光拉曼光谱分析表明,不同岩性拉曼光谱特征具有一定的差异,其中泥岩的激光拉曼光谱特征最为突出,而灰岩和白云岩的激光拉曼光谱特征比较微弱。同时,在结合盆地构造演化史的基础上,以现今地温场为约束,综合利用等效镜质体反射率(Vro)、磷灰石裂变径迹和磷灰石与锆石的(U-Th)/He年龄等多种古温标对塔中-巴楚地区的热演化历史进行了深入的研究。结果表明,巴楚地区各地层在中生代末期达到最高古地温,绝大多数古温标数据记录着当时地温场的特征。模拟得到中生代末期的大地热流在50～60mW/m2之间,高于现今值;与巴楚地区不同,塔中地区曾发生过两次较大的抬升剥蚀,分别为奥陶纪末-志留纪及中生代末期,使得寒武-奥陶系部分古温标数据记录着奥陶-志留纪的地温场特征,部分古温标数据只记录着中生代末期以来的地温场特征;而石炭系及其以上地层中所有古温标都记录着中生代末期的地温场特征。通过模拟得出,塔中地区在奥陶-志留纪时的大地热流较高,为65～75mW/m2,之后逐渐降低,中生代末期为55～65mW/m2,现今大地热流为48～60mW/m2。